KR20080026914A - A condenser having multiple gas-liquid separators - Google Patents

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KR20080026914A KR1020060092130A KR20060092130A KR20080026914A KR 20080026914 A KR20080026914 A KR 20080026914A KR 1020060092130 A KR1020060092130 A KR 1020060092130A KR 20060092130 A KR20060092130 A KR 20060092130A KR 20080026914 A KR20080026914 A KR 20080026914A
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Abstract

A condenser with a multiple type gas-liquid separator is provided to form a gas-liquid separator in a multi-stepped structure for using most of the condenser parts as supercooling areas in the case of a low load and keeping the supercooling areas in the case of a high load, thereby increasing cooling efficiency. A condenser includes a multiple type gas-liquid separator(100) mounted at a side of a pair of parallel header tanks(210) for separating liquid and gas refrigerant from each other. The gas-liquid separator is divided into first and second separator parts(110,120). The first separator part is connected to an inlet(211) of the header tanks via a refrigerant path serving as a first heat exchange area(A1) and connected to an outlet(212) of the header tanks and an inlet of the second separator part by a refrigerant path serving as a second heat exchange area(A2). An outlet of the second separator part is connected to the outlet of the header tanks by a refrigerant path serving as a third heat exchange area(A3). Baffles(213) define a plurality of spaces in the header tanks.

Description

다중 기액분리기를 구비한 응축기 {A Condenser having Multiple Gas-Liquid Separators}A condenser having multiple gas-liquid separators

도 1은 종래기술에 의한 응축기의 냉매 흐름도.1 is a refrigerant flow diagram of a condenser according to the prior art.

도 2는 본 발명에 의한 응축기의 정면도.2 is a front view of the condenser according to the present invention;

도 3은 본 발명에 의한 응축기의 냉매 흐름도.3 is a refrigerant flow diagram of the condenser according to the present invention.

도 4a 및 도 4b는 저부하 시 종래기술 및 본 발명에 의한 응축기의 P-h 선도 및 열교환 영역.4a and 4b are P-h diagrams and heat exchange zones of the condenser according to the prior art and the invention at low loads.

도 5는 고부하 시 종래기술 및 본 발명에 의한 응축기의 열교환 영역.5 is a heat exchange region of the condenser according to the prior art and the present invention at high load.

도 6은 본 발명에 의한 응축기의 다른 실시예의 정면도.6 is a front view of another embodiment of a condenser according to the present invention.

도 7은 도 6의 실시예에 의한 응축기에서 저부하 시 및 고부하 시 각각의 P-h 선도.7 is a P-h diagram of each of the low load and high load in the condenser according to the embodiment of FIG.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**** Description of the symbols for the main parts of the drawings **

100: 기액분리기100: gas-liquid separator

110: 1차 기액분리기 120: 2차 기액분리기110: primary gas-liquid separator 120: secondary gas-liquid separator

131: 기액분리기 유입구 132: 기액분리기 배출구131: gas-liquid separator inlet 132: gas-liquid separator outlet

200: 응축기200: condenser

210: 탱크 211: 유입구210: tank 211: inlet

212: 배출구 213: 배플212: outlet 213: baffle

본 발명은 다중 기액분리기를 구비한 응축기에 관한 것이다.The present invention relates to a condenser having multiple gas-liquid separators.

열교환기는 온도차가 있는 두 환경 사이에서 한쪽의 열을 흡수하여 다른쪽으로 열을 방출시키는 장치로서, 실내의 열을 흡수하여 외부로 방출할 경우에는 냉방 시스템으로서, 외부의 열을 흡수하여 실내로 방출할 경우에는 난방 시스템으로서 작용하게 된다. 기본적으로 열교환기는 주변으로부터 열을 흡수하는 증발기, 냉매(冷媒) 혹은 열매(熱媒)를 압축하는 압축기, 주변으로 열을 방출하는 응축기, 냉매(冷媒) 혹은 열매(熱媒)를 팽창시키는 터빈(또는 팽창밸브)으로 구성된다. 냉각장치에서는, 액체 상태의 냉매가 주변에서 기화열만큼의 열량을 흡수하여 기화되는 증발기에 의해 실제 냉각 작용이 일어나게 된다. 상기 증발기로부터 압축기로 유입되는 기체 상태의 냉매는 압축기에서 고온 및 고압으로 압축되고, 상기 압축된 기체 상태의 냉매가 응축기를 통과하면서 액화되는 과정에서 주변으로 액화열이 방출되며, 상기 액화된 냉매가 다시 터빈(또는 팽창밸브)를 통과함으로써 저온 및 저압의 습포화 증기 상태가 된 후 다시 증발기로 유입되어 기화하게 되어 사이클을 이루게 된다.A heat exchanger is a device that absorbs heat from one side and releases heat to the other between two environments with a difference in temperature. In this case it will act as a heating system. Basically, a heat exchanger is an evaporator that absorbs heat from the environment, a compressor that compresses refrigerant or fruit, a condenser that releases heat to the environment, and a turbine that expands the refrigerant or fruit ( Or expansion valve). In the cooling device, the actual cooling action is caused by an evaporator in which the liquid refrigerant absorbs the amount of heat as vaporized heat from the surroundings and vaporizes. The gaseous refrigerant flowing from the evaporator into the compressor is compressed at a high temperature and high pressure in the compressor, and liquefied heat is released to the surroundings in the process of liquefying the compressed gaseous refrigerant through the condenser, and the liquefied refrigerant is again By passing through the turbine (or expansion valve) is a low-temperature and low-pressure wetted vapor state and then flows back into the evaporator to vaporize to form a cycle.

상술한 바와 같이 응축기에서는 고온ㆍ고압의 기체 상태인 냉매가 유입되어 열교환에 의해 액화열을 방출하면서 액체 상태로 응축된 후 배출되는데, 이렇게 냉매가 기상에서 액상으로 바뀌는 과정에 있기 때문에 응축기 내부에는 기상의 냉매와 액상의 냉매가 혼합되어 있게 된다. 그런데, 기상 냉매와 액상 냉매가 혼합되어 있게 되면 온도ㆍ압력에 있어 평형적인 조건밖에는 얻을 수가 없게 되기 때문에, 보다 응축기 효율을 높이기 위해서는 이미 응축된 액상 냉매와 아직 응축되지 못한 기상 냉매를 분리하는 것이 바람직하다. 따라서 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하기 위하여 응축기에 구비되는 다양한 구조의 기액분리기가 제시되어 왔다.As described above, in the condenser, a refrigerant having a high temperature and high pressure gas flows in and condenses into a liquid state while releasing liquefied heat by heat exchange. Thus, the refrigerant is in a process of changing from a gaseous phase to a liquid phase. The refrigerant and the liquid refrigerant are mixed. However, when the gaseous refrigerant and the liquid phase refrigerant are mixed, only equilibrium conditions can be obtained in temperature and pressure. Therefore, in order to increase the condenser efficiency, it is desirable to separate the liquid phase refrigerant that has already been condensed and the gaseous phase refrigerant that has not yet condensed. Do. Therefore, gas-liquid separators of various structures that are provided in the condenser to separate the gaseous refrigerant and the liquid refrigerant have been proposed.

일본특허공개 제1999-142023호(이하 선행기술)에서는, 냉매를 기액분리하여 기상 냉매는 상단으로, 액상 냉매는 하단으로 보내어 최종적으로는 기액분리기에서 액상 냉매만을 포집함으로써 과냉각을 유도하도록 하는 구조로 되어 있다. 도 1은 상기 선행기술에 의한 기액분리기를 구비한 응축기에서의 냉매 유동을 도시하고 있다. 압축기에 의해 고온ㆍ고압으로 압축된 기상 냉매는 일측 헤더탱크(20)의 유입구(21)로 유입되는데, 헤더탱크(20) 내부에 구비되어 있는 배플(23)에 의해 P1 영역에서는 ①을 따라 흘러가게 된다. 이 과정에서 이미 응축이 일어나게 되고, 따라서 타측 헤더탱크(20)로 흘러들어온 냉매는 기상과 액상이 이미 혼합되어 있는 상태가 된다. 타측 헤더탱크(20) 역시 배플(23)에 의해 구획지어져 있으며, 상기 냉매는 기상과 액상으로 분리가 이루어진다. 상기 배플(23)로 구획된 헤더탱크(20) 일부 구간에 유입된 혼합 상태의 냉매 중에서, 기상 냉매는 분자 운동이 활발할 뿐 아니라 액상 냉매와의 밀도 차이에 의해 상부로 이동하고, 액상 냉매는 기상 냉매와 비교하여 상대적으로 점성이 높고 질량과 밀도가 크기 때문에 중력 방향, 즉 하부로 이동하게 된다. 즉 ② 방향으로는 기상이 더 많이 포함된 냉매가 흘러가서 P2 영역은 대부분 기상 냉매가 존재하게 되고, ②' 방향으로는 액상이 더 많이 포함된 냉매가 흘러가서 P5 영역에는 대부분 액상 냉매가 존재하게 된다. P2 영역으로 흘러간 냉매는 P3 영역을 거쳐 ③ 방향으로 흐르면서 재응축이 일어나게 되며, 응축에 의해 액상이 된 냉매는 ④를 따라 기액분리기(10)로 모이게 된다. P5 영역으로 흘러간 냉매는 P6 영역을 거쳐 ③' 방향으로 흐르면서 역시 재응축이 일어나고, ④'를 따라 역시 기액분리기(10)로 모인다. 결국 기액분리기(10)에는 액상이 대부분인 냉매가 모이게 되는데, 상기 액상 냉매가 ⑤를 따라 흘러가면서 과냉각(subcooling)이 이루어지게 된다. 즉, 상기 선행기술에 의한 응축기는 P1, P2, P3, P5, P6으로 이루어지는 응축 영역(condensing area)과 P4로 이루어지는 과냉각 영역(subcooling area)으로 분리되는데, 이와 같이 과냉각이 발생함에 의해 냉매의 엔탈피를 더욱 낮출 수 있어 냉각 효율을 높일 수 있게 된다.In Japanese Patent Laid-Open No. 1999-142023 (hereinafter, referred to as a prior art), a refrigerant is gas-liquid separated, and a gaseous refrigerant is sent to the upper end, and a liquid refrigerant is sent to the lower end. It is. 1 shows a refrigerant flow in a condenser with a gas-liquid separator according to the prior art. The gaseous refrigerant compressed by high temperature and high pressure by the compressor flows into the inlet 21 of the one side header tank 20, and flows along ① in the P1 region by the baffle 23 provided in the header tank 20. I will go. Condensation has already occurred in this process, and thus the refrigerant flowing into the other header tank 20 is in a state where the gas phase and the liquid phase are already mixed. The other header tank 20 is also partitioned by the baffle 23, the refrigerant is separated into the gas phase and liquid phase. Among the refrigerants in the mixed state introduced into the section of the header tank 20 partitioned by the baffle 23, the gaseous refrigerant not only has high molecular motion but also moves upward due to the difference in density from the liquid refrigerant, and the liquid refrigerant is in the gas phase. It is relatively viscous and has a high mass and density compared to the refrigerant, so it moves in the direction of gravity, that is, downward. That is, in the direction of ②, the refrigerant containing more gas phase flows, so that most of the P2 region has a gas phase refrigerant. In the direction of ②, the refrigerant containing more liquid phase flows, so that most of the liquid refrigerant exists in the P5 region. do. The refrigerant flowing into the P2 region flows in the direction of ③ through the P3 region, and recondensation occurs. The refrigerant, which becomes liquid by condensation, is collected in the gas-liquid separator 10 along the ④. The refrigerant flowing into the P5 region flows in the direction ③ 'through the P6 region, and recondensation occurs, and is also collected in the gas-liquid separator 10 along ④'. In the end, the gas-liquid separator 10 collects a refrigerant having a large amount of liquid, and the liquid refrigerant flows along ⑤, thereby subcooling. That is, the condenser according to the prior art is divided into a condensing area consisting of P1, P2, P3, P5, and P6 and a subcooling area consisting of P4. As a result, the enthalpy of the refrigerant is generated by the subcooling. It can be lowered further to increase the cooling efficiency.

그런데, 점차 차량 내 부품의 경량화ㆍ컴팩트화ㆍ고성능화가 진행되는 현재 기술적 추세로 보아, 이와 같은 종래의 기액분리 방식으로는 응축기에서 충분한 냉각 효율을 얻을 수 없다는 문제점이 있어, 보다 냉각 효율을 높일 수 있는 방안에 대한 요구가 대두되어 왔다.However, in view of the current technical trend of gradually reducing the weight, compactness, and high performance of in-vehicle components, the conventional gas-liquid separation method does not provide sufficient cooling efficiency in the condenser, thereby increasing cooling efficiency. There has been a demand for a solution.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 기액분리기를 다중으로 구성함으로써 과냉각 영역을 넓혀 냉각 효율을 높이는 다중 기액분리기를 구비한 응축기를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to provide a condenser having a multiple gas-liquid separator to increase the cooling efficiency by widening the supercooling area by configuring a multiple gas-liquid separator. Is in.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다중 기액분리기를 구비한 응축기는, 한 쌍의 평행한 헤더탱크(210); 상기 헤더탱크(210) 사이에 배열되는 튜브(220)들; 상기 튜브(220)들 사이에 개재되는 방열핀(230); 상기 헤더탱크(210)에 구비되며 냉매가 유입되는 유입구(211) 및 냉매가 배출되는 배출구(212); 상기 헤더탱크(210) 내부에 구비되어 상기 헤더탱크(210) 내부 공간을 구획하는 배플(213); 상기 헤더탱크(210) 일측에 구비되며 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 기액분리기(100)를 포함하여 이루어지는 응축기(1000)에 있어서, 상기 기액분리기(100)는 상기 응축기(1000)에 걸리는 부하에 따라 기액분리의 횟수가 달라지도록 다중으로 되어 있는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 기액분리기(100)는 1차 기액분리기(110) 및 2차 기액분리기(120)로 나누어지는 것을 특징으로 한다. 또한, 이 경우 상기 응축기(1000)는 유입구(211)로부터 1차 기액분리기(110) 입구까지의 냉매 유로로 이루어지는 1차 열교환 영역(A1), 1차 기액분리기(110) 출구로부터 2차 기액분리기(120) 입구까지의 냉매 유로로 이루어지는 2차 열교환 영역(A2) 및 2차 기액분리기(120) 출구로부터 배출구(212)까지의 냉매 유로로 이루어지는 3차 열교환 영역(A3)으로 나누어지는 것을 특징으로 한다.Condenser having a multiple gas-liquid separator of the present invention for achieving the above object, a pair of parallel header tank (210); Tubes 220 arranged between the header tanks 210; A heat dissipation fin 230 interposed between the tubes 220; An inlet port 211 provided in the header tank 210 and a refrigerant inlet port 211 and a refrigerant outlet port 212; A baffle 213 provided inside the header tank 210 to partition an inner space of the header tank 210; In the condenser 1000 provided on one side of the header tank 210 and including a gas-liquid separator 100 for separating a gaseous refrigerant and a liquid refrigerant, the gas-liquid separator 100 is applied to a load applied to the condenser 1000. It is characterized in that it is multiple to vary the number of gas-liquid separation according. At this time, the gas-liquid separator 100 is characterized in that divided into the primary gas-liquid separator 110 and the secondary gas-liquid separator 120. In this case, the condenser 1000 may include a first heat exchange area A1 consisting of a refrigerant flow path from the inlet 211 to the inlet of the first gas liquid separator 110 and the second gas liquid separator from the outlet of the first gas liquid separator 110. (120) characterized in that it is divided into a secondary heat exchange region (A2) consisting of a refrigerant passage to the inlet and a third heat exchange region (A3) consisting of a refrigerant passage from the outlet of the secondary gas-liquid separator (120) to the outlet (212). do.

또한, 상기 기액분리기(100)는 일체형으로 되며 배플(213)에 의해 다중 구획으로 나누어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the gas-liquid separator 100 is integral and is divided into multiple compartments by the baffle (213).

또한, 적어도 하나의 기액분리기 배출구(132)에 감압수단이 더 구비되는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 감압수단은 기액분리기 배출구(132)의 유로 단면적을 기액분리기 유입구(131)의 유로 단면적보다 작게 함으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the at least one gas-liquid separator outlet 132 is characterized in that the decompression means is further provided. At this time, the decompression means is formed by making the flow passage cross-sectional area of the gas-liquid separator outlet 132 smaller than the flow-path cross-sectional area of the gas-liquid separator inlet 131.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 다중 기액분리기를 구비한 응축기를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a condenser having a multiple gas-liquid separator according to the present invention having the configuration as described above will be described in detail.

도 2는 본 발명에 의한 응축기의 정면도이다. 본 발명에 의한 응축기(1000)는, 한 쌍의 평행한 헤더탱크(210); 상기 헤더탱크(210) 사이에 배열되는 튜브(220)들; 상기 튜브(220)들 사이에 개재되는 방열핀(230); 상기 헤더탱크(210)에 구비되며 냉매가 유입되는 유입구(211) 및 냉매가 배출되는 배출구(212); 상기 헤더탱크(210) 내부에 구비되어 상기 헤더탱크(210) 내부 공간을 구획하는 배플(213); 및 상기 헤더탱크(210) 일측에 다중으로 형성되어 구비되며 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 기액분리기(100)를 포함하여 이루어진다. 본 발명에서의 기액분리기(100)는 종래와 달리 다중으로 구성됨으로써 냉각 효율을 높일 수 있다.2 is a front view of the condenser according to the present invention. The condenser 1000 according to the present invention includes a pair of parallel header tanks 210; Tubes 220 arranged between the header tanks 210; A heat dissipation fin 230 interposed between the tubes 220; An inlet port 211 provided in the header tank 210 and a refrigerant inlet port 211 and a refrigerant outlet port 212; A baffle 213 provided inside the header tank 210 to partition an inner space of the header tank 210; And a gas-liquid separator 100 formed in multiple forms on one side of the header tank 210 to separate the gaseous refrigerant and the liquid refrigerant. Gas-liquid separator 100 in the present invention can increase the cooling efficiency by being configured in multiple, unlike the prior art.

도 3은 본 발명에 의한 응축기에서의 냉매 유동을 도시하고 있다. 먼저 고온ㆍ고압의 기상 냉매는 유입구(211)를 통해 응축기(1000)의 1차 열교환 영역(A1)으 로 유입된다. 도시된 바와 같이 배플(213)에 의해 헤더탱크(210)의 내부 공간이 구획되어 있어 냉매의 유동 방향을 유도하며, 냉매는 1차 열교환 영역(A1)을 거쳐 흐르면서 응축이 일어나게 된다. 고온ㆍ고압의 기상 냉매는 이러한 응축 과정을 통해 일부가 응축되어 기상과 액상이 혼합된 상태가 되어, 1차 기액분리기(110)로 유입되게 된다. 액상 냉매는 기상 냉매에 비해 상대적으로 점성이 크고 질량, 밀도가 높기 때문에 중력의 영향을 크게 받게 되어 1차 기액분리기(110)의 하부로 모이게 된다. 이 때, 1차 기액분리기(110)의 하부는 헤더탱크(210)와 연결되어 있어서, 상기 모여 있는 액상 냉매가 2차 열교환 영역(A2)으로 유입되게 된다. 2차 열교환 영역(A2)에 존재하는 냉매는 액상이 대부분이지만 완전히 응축이 이루어지지 않아서 기상이 일부 혼합되어 있을 수도 있다. 2차 열교환 영역(A2)에서는 기상 냉매가 많을 경우 재응축이 일어나게 되며, 만일 충분히 응축이 이루어져서 액상 냉매가 많을 경우에는 과냉각이 일어나게 되는데, 상기 냉매를 2차 기액분리기(120)에 유입시켜 다시 한 번 기액분리를 수행하도록 한다. 두 번의 기액분리 과정을 거쳐 2차 기액분리기(120)의 하부에 모인 냉매는 마지막으로 3차 열교환 영역(A3)을 통과하게 되는데, 3차 열교환 영역(A3)에 존재하는 냉매는 거의 완전히 액상이며 이 때 과냉각이 이루어지게 된다.3 shows the refrigerant flow in the condenser according to the invention. First, the high temperature and high pressure gaseous refrigerant flows into the primary heat exchange region A1 of the condenser 1000 through the inlet 211. As shown, the inner space of the header tank 210 is partitioned by the baffle 213 to induce the flow direction of the refrigerant, and the refrigerant flows through the primary heat exchange region A1 to cause condensation. The high-temperature, high-pressure gaseous refrigerant is condensed through the condensation process, and the gaseous phase and the liquid phase are mixed, and the gaseous refrigerant is introduced into the primary gas-liquid separator 110. Since the liquid refrigerant has a relatively high viscosity and a high mass and density compared to the gaseous refrigerant, the liquid refrigerant is greatly influenced by gravity and is collected under the primary gas-liquid separator 110. At this time, the lower portion of the primary gas-liquid separator 110 is connected to the header tank 210, so that the collected liquid refrigerant flows into the secondary heat exchange region A2. The refrigerant present in the secondary heat exchange area A2 is mostly liquid, but may not be completely condensed, and thus some of the gaseous phase may be mixed. In the secondary heat exchange zone (A2), recondensation occurs when there are a lot of gaseous refrigerants, and if a sufficient amount of liquid refrigerant is formed due to sufficient condensation, supercooling occurs. The refrigerant is introduced into the secondary gas-liquid separator 120 to be recondensed. Perform the liquid separation. The refrigerant collected in the lower portion of the secondary gas-liquid separator 120 through two gas-liquid separation processes is finally passed through the tertiary heat exchange region A3. The refrigerant present in the tertiary heat exchange region A3 is almost completely liquid. At this time, supercooling is performed.

도 4a 및 도 4b는 각각 저부하 시 종래기술에 의한 응축기 및 본 발명에 의한 응축기의 P-h 선도들이다. 도 4a에서 (A)는 종래기술에 의한 기액분리기가 없는 응축기, (B)는 종래기술에 의한 기액분리기를 구비한 응축기에서의 P-h 선도를 도 시하고 있으며, 도 4b는 본 발명에 의한 다중 기액분리기를 구비한 응축기에서의 P-h 선도를 도시하고 있다.4A and 4B are P-h diagrams of the condenser according to the prior art and the condenser according to the present invention, respectively, at low load. In Figure 4a (A) is a condenser without a gas-liquid separator according to the prior art, (B) shows a Ph diagram in a condenser having a gas-liquid separator according to the prior art, Figure 4b is a multi-gas liquid according to the present invention Ph diagram in a condenser with separator is shown.

응축기가 저부하일 때란, 응축기로의 풍량이 많거나 차량의 내/외 기온이 낮은 경우, 즉 냉매가 쉽게 액상에 도달할 수 있는 환경을 말한다. 이와 같이 저부하일 때, 기액분리기가 없는 응축기의 경우 도 4a(A)와 같은 P-h 선도를 보여 기본적인 냉각 효율을 얻을 수 있다. P-h 선도에서 냉각 효율은 한 번의 냉각 사이클에서 얻을 수 있는 엔탈피 차이가 얼마나 큰지로써 쉽게 파악할 수 있으며, 엔탈피 차이가 클수록 냉각 효율이 높다. 종래기술에 의한 기액분리기를 구비한 응축기는 응축 후 과냉각을 하기 때문에, 과냉각 영역에서 발생하는 엔탈피 차이만큼 냉각 효율이 증가되는 것을 도 4a(B)에 도시된 P-h 선도에서 확인할 수 있다. 그러나 본 발명에 의한 다중 기액분리기를 구비한 응축기는, 1차 열교환 영역에서 응축 과정이 모두 일어나게 되어 1차 기액분리기로 액상의 냉매가 유입되게 되어 2차 열교환 영역에서 과냉각이 일어나고, 다시 2차 기액분리기를 통과한 냉매는 3차 열교환 영역에서 또 한 번 과냉각이 일어나게 된다. 따라서 도 4b에 도시된 바와 같이, 종래기술에 의한 기액분리기를 구비한 응축기에서보다 훨씬 큰 엔탈피 차이를 얻을 수 있게 되며, 즉 냉각 효율이 훨씬 뛰어나다는 것을 알 수 있다.When the condenser is low load, it refers to an environment in which a large amount of air to the condenser or a low temperature inside and outside the vehicle, that is, the refrigerant can easily reach the liquid phase. As such, when the load is low, a condenser without a gas-liquid separator shows a P-h diagram as shown in FIG. 4A (A), thereby obtaining basic cooling efficiency. In the P-h diagram, the cooling efficiency can be easily determined by how large the enthalpy difference can be obtained in one cooling cycle, and the larger the enthalpy difference, the higher the cooling efficiency. Since the condenser having a gas-liquid separator according to the prior art performs supercooling after condensation, it can be seen in the P-h diagram shown in FIG. 4A that the cooling efficiency is increased by the difference in enthalpy generated in the supercooling region. However, the condenser provided with the multiple gas-liquid separator according to the present invention, all the condensation process takes place in the primary heat exchange zone, the liquid refrigerant is introduced into the primary gas-liquid separator, the supercooling occurs in the secondary heat exchange zone, and again the secondary gas liquid The refrigerant passing through the separator is once again supercooled in the tertiary heat exchange zone. Therefore, as shown in Figure 4b, it is possible to obtain a much larger enthalpy difference than in the condenser having a gas-liquid separator according to the prior art, that is, it can be seen that the cooling efficiency is much superior.

도 5는 고부하 시에서의 각 응축기들의 열교환 영역을 도시한 것으로, 종래기술에 의한 기액분리기가 구비된 응축기는 도 5(A)에, 본 발명에 의한 기액분리기가 구비된 응축기는 도 (B)에 도시되어 있다. 고부하 시에는 본 발명에 의한 응축기는 도 5(B)에 도시된 바와 같이 1차 열교환 영역 및 2차 열교환 영역에서 응축이 일어나고, 3차 열교환 영역에서 과냉각이 일어난다. 따라서 고부하 시 본 발명에 의한 응축기에서 응축이 일어나는 면적 / 과냉각이 일어나는 면적은 종래기술에 의한 응축기에서의 응축이 일어나는 면적 / 과냉각이 일어나는 면적과 동일하다. 도 4의 설명에서 서술한 바와 같이, 저부하 시 본 발명에 의한 응축기에서는 1차 열교환 영역에서 응축이, 2차 열교환 영역 및 3차 열교환 영역에서 과냉각이 이루어짐으로써 응축기 성능을 향상시키는 효과가 있었던 바, 즉 본 발명에 의한 기액분리기가 구비된 응축기는 고부하 시에는 종래와 비교하여 동일한 성능을 보이면서 더불어 저부하 시에는 훨씬 나은 성능을 보이며, 이에 따라 결과적으로 전체적인 응축기의 성능이 향상된다는 것을 알 수 있다.Figure 5 shows the heat exchange area of each condenser at high load, the condenser with a gas-liquid separator according to the prior art is shown in Figure 5 (A), the condenser with a gas-liquid separator according to the present invention is shown in Figure (B) Is shown. At high load, the condenser according to the present invention condenses in the primary heat exchange zone and the secondary heat exchange zone, and supercooling occurs in the tertiary heat exchange zone, as shown in FIG. 5 (B). Therefore, the area where the condensation takes place in the condenser according to the present invention at high load / the area where the supercooling takes place is the same as the area where the condensation occurs in the condenser according to the prior art / the area where the subcooling takes place. As described in the description of FIG. 4, in the condenser according to the present invention at low load, condensation is performed in the primary heat exchange zone, and supercooling is performed in the secondary heat exchange zone and the tertiary heat exchange zone. That is, the condenser equipped with the gas-liquid separator according to the present invention shows the same performance as the conventional one at high load and much better at low load, and as a result, the overall condenser performance is improved. .

도 6은 본 발명에 의한 응축기의 다른 실시예의 정면도이다. 기액분리기 유입구(131)로는 응축기(200)의 탱크(210)로부터 냉매가 유입되며, 기액분리기 배출구(132)로는 응축기(200)의 탱크(210)로 냉매가 배출되게 된다. 이 때, 본 발명에 의한 응축기의 다른 실시예에서는 기액분리기 배출구(132)에 감압수단을 구비하도록 한다. 본 실시예에서는 상기 감압수단을 기액분리기 배출구(132)의 유로 단면적이 기액분리기 유입구(131) 유로 단면적보다 작게 만듦으로써 형성하였으며, 물론 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 어떤 형태의 감압수단을 구비하여도 무방하다. 또한, 본 실시예에서는 1차 기액분리기(110)의 기액분리기 배출구(132)에 감압수단을 형성하도록 하였으나, 물론 2차 기액분리기(120)의 기액분리기 배출구에 감압수단을 형성하도록 하거나, 또는 1차 기액분리기 및 2차 기액분리기 모두의 배출구에 감압수단을 형성하도록 하여도 무방하다.6 is a front view of another embodiment of a condenser according to the present invention. The refrigerant is introduced into the gas-liquid separator inlet 131 from the tank 210 of the condenser 200, and the refrigerant is discharged into the tank 210 of the condenser 200 through the gas-liquid separator outlet 132. At this time, in another embodiment of the condenser according to the present invention, the gas-liquid separator outlet 132 is provided with a decompression means. In this embodiment, the pressure reducing means is formed by making the flow passage cross-sectional area of the gas-liquid separator outlet 132 smaller than the gas-liquid separator inlet 131 flow-path cross-sectional area, and of course, any type of pressure-reducing means is provided within the scope of the present invention. You may. In this embodiment, the pressure reducing means is formed at the gas-liquid separator outlet 132 of the primary gas-liquid separator 110, but of course, the pressure-reducing means is formed at the gas-liquid separator outlet of the secondary gas-liquid separator 120, or 1 The pressure reducing means may be formed at the outlets of both the gas-liquid separator and the secondary gas-liquid separator.

도 7은 이와 같이 감압수단을 더 구비한 경우 저부하 시 및 고부하 시 각각의 P-h 선도를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이 기액분리기 배출구(132)에 감압수단을 더 구비하는 경우, 저부하 시에는 액상의 냉매를 1차 감압하여 2상으로 이동시킴으로써 열전달효율을 더욱 향상시키고 또한 2차 기액분리기를 이용하여 액상만 분리해 냄으로써 과냉각을 시켜 성능을 극대화시킬 수 있으며, 이 때 P-h 선도는 도 7(A)에 도시된 바와 같이 나타난다. 또한 고부하 시에는 액상이 발생하지 않아도 감압을 통해 건도를 증가시킴으로써 응축기의 열교환성능을 더욱 향상시킬 수 있게 된다. FIG. 7 illustrates P-h diagrams at the time of low load and high load when the pressure reducing means is further provided. As shown in the figure, when the gas-liquid separator outlet 132 is further provided with a decompression means, at low load, the liquid refrigerant is first reduced in pressure to move to two phases to further improve heat transfer efficiency, and further, by using a secondary gas-liquid separator. It is possible to maximize performance by subcooling only by separating the liquid phase, wherein the Ph diagram is shown as shown in Figure 7 (A). In addition, at high loads, even if a liquid phase does not occur, it is possible to further improve the heat exchange performance of the condenser by increasing the dryness through decompression.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application of the present invention is not limited to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, various modifications can be made.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 기액분리기를 다단으로 구성함으로써 저부하 시에는 응축기의 대부분을 과냉각 영역으로 활용할 수 있고, 고부하 시에도 과냉각 영역을 유지할 수 있게 되는 효과가 있다. 즉, 이와 같이 일정 영역 이상의 과냉각 영역을 항상 확보함으로써 종래의 응축기보다 훨씬 냉각 효율을 높일 수 있 는 효과가 있다. 또한, 응축기의 냉각 효율을 높임으로써 보다 컴팩트한 응축기를 제작할 수 있게 되는 효과도 있다.As described above, according to the present invention, by configuring the gas-liquid separator in multiple stages, most of the condenser can be utilized as a subcooling region at low load, and the subcooling region can be maintained even at high load. In other words, by ensuring a subcooling area at least a certain area as described above there is an effect that can increase the cooling efficiency much more than the conventional condenser. In addition, it is also possible to produce a more compact condenser by increasing the cooling efficiency of the condenser.

Claims (6)

한 쌍의 평행한 헤더탱크(210); 상기 헤더탱크(210) 사이에 배열되는 튜브(220)들; 상기 튜브(220)들 사이에 개재되는 방열핀(230); 상기 헤더탱크(210)에 구비되며 냉매가 유입되는 유입구(211) 및 냉매가 배출되는 배출구(212); 상기 헤더탱크(210) 내부에 구비되어 상기 헤더탱크(210) 내부 공간을 구획하는 배플(213); 상기 헤더탱크(210) 일측에 구비되며 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 기액분리기(100)를 포함하여 이루어지는 응축기(1000)에 있어서,A pair of parallel header tanks 210; Tubes 220 arranged between the header tanks 210; A heat dissipation fin 230 interposed between the tubes 220; An inlet port 211 provided in the header tank 210 and a refrigerant inlet port 211 and a refrigerant outlet port 212; A baffle 213 provided inside the header tank 210 to partition an inner space of the header tank 210; In the condenser 1000 provided on one side of the header tank 210 and comprises a gas-liquid separator 100 for separating a gaseous refrigerant and a liquid refrigerant, 상기 기액분리기(100)는 상기 응축기(1000)에 걸리는 부하에 따라 기액분리의 횟수가 달라지도록 다중으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 다중 기액분리기를 구비한 응축기.The gas-liquid separator (100) is a condenser having a multiple gas-liquid separator, characterized in that the number of the gas-liquid separation is different depending on the load on the condenser (1000). 제 1항에 있어서, 상기 기액분리기(100)는According to claim 1, wherein the gas-liquid separator 100 1차 기액분리기(110) 및 2차 기액분리기(120)로 나누어지는 것을 특징으로 하는 다중 기액분리기를 구비한 응축기.Condenser with multiple gas-liquid separator, characterized in that divided into the primary gas-liquid separator (110) and the secondary gas-liquid separator (120). 제 2항에 있어서, 상기 응축기(1000)는The method of claim 2, wherein the condenser 1000 유입구(211)로부터 1차 기액분리기(110) 입구까지의 냉매 유로로 이루어지는 1차 열교환 영역(A1),Primary heat exchange region A1 consisting of a refrigerant passage from the inlet 211 to the inlet of the primary gas-liquid separator 110, 1차 기액분리기(110) 출구로부터 2차 기액분리기(120) 입구까지의 냉매 유로로 이루어지는 2차 열교환 영역(A2) 및A secondary heat exchange region A2 consisting of a refrigerant passage from the outlet of the primary gas-liquid separator 110 to the inlet of the secondary gas-liquid separator 120, and 2차 기액분리기(120) 출구로부터 배출구(212)까지의 냉매 유로로 이루어지는 3차 열교환 영역(A3)으로 나누어지는 것을 특징으로 하는 다중 기액분리기를 구비한 응축기.A condenser having multiple gas-liquid separators, characterized in that it is divided into a tertiary heat exchange zone (A3) consisting of a refrigerant flow path from the outlet of the secondary gas-liquid separator (120) to the outlet (212). 제 1항 내지 제 3항 중 선택되는 어느 한 항에 있어서, 상기 기액분리기(100)는According to any one of claims 1 to 3, wherein the gas-liquid separator 100 일체형으로 되며 배플(213)에 의해 다중 구획으로 나누어지는 것을 특징으로 하는 다중 기액분리기를 구비한 응축기.A condenser having a multiple gas-liquid separator, characterized in that it is integrated and divided into multiple compartments by a baffle (213). 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 적어도 하나의 기액분리기 배출구(132)에 감압수단이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 다중 기액분리기를 구비한 응축기.At least one gas-liquid separator condenser having a multiple gas-liquid separator, characterized in that the pressure reducing means is further provided. 제 5항에 있어서, 상기 감압수단은The method of claim 5, wherein the decompression means 기액분리기 배출구(132)의 유로 단면적을 기액분리기 유입구(131)의 유로 단면적보다 작게 함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 기액분리기를 구비한 응축기.A condenser having multiple gas-liquid separators, which is formed by making the flow passage cross-sectional area of the gas-liquid separator outlet 132 smaller than the flow-path cross-sectional area of the gas-liquid separator inlet 131.
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